XÂY DỰNG PHẦN mềm CHƯƠNG TRÌNH tạo RA các DẠNG XUNG điều TRỊ TRONG vật lý TRỊ LIỆU

Như chúng ta biết thực trạng trang thiết bị y tế của nước ta hiện nay là rất hạn chế và không thể đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn về nhu cầu điều trị và chăm sóc sức khoẻ cộng đồng. việc nhập về các máy rất đắt tiền đôi khi cũng không giải quyết được một cách triệt để nhu cầu do tình trạng bệnh lí rất đa dạng của người dân và khả năng sử dụng các trang thiết bị đôi khi không tận dụng được một cách hiệu quả. Việc tự chế tạo các trang thiết bị điều trị ở trong nước đã được tiến hành và đang có xu hướng ngày càng phát triển vì giá thành phù hợp và hiệu quả sử dụng cao có thể đáp ứng nhu cầu điều trị cho một số lượng lớn nguời bệnh. Hiện nay một trong các phương pháp điều trị hiệu quả, an toàn, giá thành thấp phục vụ đông đảo bệnh nhân nghèo các tuyến tỉnh và huyện đó là điều trị bằng dòng điện xung với việc sử dụng kết hợp nhiều dạng sóng điều trị tại khoa vật lý trị liệu. Trung tâm Điện tử Y sinh học đã tiến hành khảo sát, nghiên cứu và chế tạo thành công máy điều trị điện xung tần số thấp BK eT2, là một trong những thành viên tham gia trong quá trình nghiên cứu và chế tạo thành công máy điều trị điện xung BK eT2, nay em làm đồ án thạc sỹ với tên đề tài: XÂY DỰNG PHẦN MỀM CHƯƠNG TRÌNH TẠO CÁC DÒNG XUNG ĐIỀU TRỊ DÙNG TRONG VẬT LÝ TRỊ LIỆU để trình bày mục đích, lí do và toàn bộ quá trình thiết kế cũng như ứng dụng và triển khai thực tiễn trên máy điều trị điện xung BK eT2.

MỞ ĐẦU

Như chúng ta biết thực trạng trang thiết bị y tế của nước ta hiện nay là rấthạn chế và không thể đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn về nhu cầu điều trị vàchăm sóc sức khoẻ cộng đồng việc nhập về các máy rất đắt tiền đôi khi cũngkhông giải quyết được một cách triệt để nhu cầu do tình trạng bệnh lí rất đadạng của người dân và khả năng sử dụng các trang thiết bị đôi khi không tậndụng được một cách hiệu quả

Việc tự chế tạo các trang thiết bị điều trị ở trong nước đã được tiến hành

và đang có xu hướng ngày càng phát triển vì giá thành phù hợp và hiệu quả sửdụng cao có thể đáp ứng nhu cầu điều trị cho một số lượng lớn nguời bệnh Hiện nay một trong các phương pháp điều trị hiệu quả, an toàn, giá thànhthấp phục vụ đông đảo bệnh nhân nghèo các tuyến tỉnh và huyện đó là điều trịbằng dòng điện xung với việc sử dụng kết hợp nhiều dạng sóng điều trị tạikhoa vật lý trị liệu Trung tâm Điện tử Y sinh học đã tiến hành khảo sát,

nghiên cứu và chế tạo thành công máy điều trị điện xung tần số thấp BK- eT2,

là một trong những thành viên tham gia trong quá trình nghiên cứu và chế tạo

thành công máy điều trị điện xung BK- eT2, nay em làm đồ án thạc sỹ với tên

đề tài: XÂY DỰNG PHẦN MỀM CHƯƠNG TRÌNH TẠO CÁC DÒNGXUNG ĐIỀU TRỊ DÙNG TRONG VẬT LÝ TRỊ LIỆU để trình bày mục đích,

lí do và toàn bộ quá trình thiết kế cũng như ứng dụng và triển khai thực tiễn

trên máy điều trị điện xung BK- eT2

CHƯƠNG I: CÁC DÒNG ĐIỆN XUNG

TẦN SỐ THẤP

I.1 ĐỊNH NGHĨA

Dòng điện xung là do nhiều xung điện liên tiếp tạo nên

Các xung điện là do một dòng điện không duy trì liên tục, mà chỉ tồn tại

trong những khoảng thời gian rất ngắn, xen kẽ bởi các khoảng nghỉ không cócủa dòng điện

Tên của dòng điện xung được gọi theo tên của xung điện hoặc theo cách

mà người ta tạo ra dòng điện hoặc đơn giản là gọi theo tên của tác giả tìm radòng điện xung đó

Theo chiều hướng vận động của dòng điện ta có thể có các dòng điện xung mộtchiều và dòng xung xoay chiều

Hình 1 1: Các dòng xung điện

a. Xung một chiều

b. Xung xoay chiều

I.2 ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT

Một dòng điện xung được cấu thành từ các yếu tố cơ bản sau đây:

- Dạng xung tạo nên dòng xung đó

- Tần số dòng

- Biên độ dòng

- Cách pha trộn xung (điều biến xung)

I.2.1 Dạng xung

Một xung điện có những tham số cơ bản sau đây:

- Hình thể xung: có dạng xung chính là xung vuông (chữ nhật), xung gainhọn (tam giác), xung hình sin, xung lưỡi cày Hình thể xung quyết định tínhchất kích thích của một xung điện Những xung có độ dốc lớn (xung vuông,xung gai) có khả năng kích thích mạnh các cơ còn chi phối thần kinh tốt, trongkhi xung có độ dốc thấp (xung lưỡi cày) phù hợp hơn với những cơ đã bị giảmhoặc mất chi phối thần kinh Xung hình sin là dạng trung gian giữa 2 loại trên,

có tác dụng điều hoà rất tốt

Hình 1 2: Các dạng xung

a- Xung vuông; b- Xung gai ;

c- Xung hình sin ; d- Xung lưỡi cày

- Thời gian xung: bao gồm thời gian dốc lên (ta), thời gian duy trì (ti), thờigian xuống (tb) và khoảng nghỉ (tp) tiếp theo cho tới khi bắt đầu một xung mới.Tổng hợp các yếu tố trên tạo thành một chu kỳ xung (t)

Biên độ xung: là độ lớn của một xung điện, phản ánh khả năng kích thíchmạnh, nhẹ của xung

- Dòng điện xung có thể liên tục, đều về biên độ, tần số hoặc ngắt quãng,

có biến điệu tần số hay biên độ (hình 2.4)

Hình 1 4: Sự thay đổi dạng đối với 1 kiểu xung điện

a Dòng điện xung liên tục đều

b Dòng điện xung ngắt quãng

c Dòng điện xung biến điệu biên độ

Kết hợp các yếu tố hình thể, thời gian và biên độ xung sẽ quyết địnhlượng điện tích truyền tải từ một xung điện tới tổ chức cơ thể (tác dụng trêndinh dưỡng), cũng như tính chất và khả năng kích thích của nó Có thể thấyrằng dạng xung hình sin là dạng đáp ứng được đầy đủ nhất các tiêu chuẩn trên

Hình 1 3: Các giai đoạn xung

đây, nó vừa có tác dụng trên cảm giác, trên cơ co, vừa có tác dụng trên dinhdưỡng; đồng thời có thể kích thích được cả các tổ chức bình thường cũng nhưcác tổ chức mà khả năng phản ứng đã bị giảm sút, nhờ có độ dốc lên và dốcxuống giữ được vừa phải và tăng giảm từ từ, bởi vậy nó là dạng xung thôngdụng nhất trong ứng dụng lâm sàng

I.2.2 Tần số dòng

Là số chu kỳ xuất hiện trong khoảng thời gian 1 giây (đơn vị tính bằngHz) Mỗi một dòng điện xung có một kiểu tần số đặc trưng riêng, phản ánhtính chất tác dụng đặc thù của loại dòng đó Tần số dòng có thể thay đổi từ mộtvài xung cho tới vài ngàn xung trong một giây Tuy nhiên, khi tần số từ trên3.000Hz thì tác dụng của các tần số không còn khác nhau nữa, do tổ chức cơthể không kịp đáp ứng với những thay đổi quá nhanh về dòng (ức chếWedensky)

Nhưng dòng điện xung có tần số dưới 1.000 Hz được gọi là dòng điện xung tần

số thấp Những dòng điện xung có tần số từ trên 1.000Hz đến

10.000Hz được gọi là dòng điện xung tần số trung bình

I.2.3 Biên độ dòng

Hình 1 5: Biên độ dòng a- Dòng DF là

dòng có biên độ ổn định trong suốt quá

trình tồn tại

b- Dòng giao thoa là dòng có biên độ

biến đổi theo nhịp (dòng AMF )

Là biên độ của tất cả các xung tạo nên dòng điện xung Biên độ dòng cóthể ổn định trong suốt quá trình tồn tại dòng xung hoặc biến đổi theo nhữngnhịp đã định trước

I.2.4 Cách pha trộn xung

Chúng ta đều biết rằng nếu chỉ duy trì một dạng kích thích đơn điệu, thì

sẽ nhanh chóng dẫn đến tình trạng thích ứng (hiện tượng quen dòng) của cơthể Điều biến xung (pha trộn về tần số và biên độ xung) sẽ tạo nên một sự đadạng về kích thích, chống quen và làm tăng cường hiệu quả tác dụng của cácdòng điện xung

Hiện nay, trong thực hành vật lý trị liệu có những dòng điện xung sau đây:

- Dòng xung vuông (dòng Ledue)

- Dòng xung gai nhọn (dòng Faradie)

- Dòng xung lưỡi cày (dòng Lapie, dòng Exponentiel)

- Dòng xung hình sin (dòng Bernard, dòng Diadynamic)

- Dòng 2-5 của trabert (dòng Ultra-reiz)

- Dòng giao thoa (dòng Nemec, dòng Interferentiel)

- Dòng kích thích Nga (Russian stim) - Dòng TENS

- Dòng một chiều tần số 8000Hz

I.3 ĐẶC TÍNH SINH LÝ

I.3.1 Phản ứng cơ thể đối với các dòng điện xung

Ngưỡng và hiện tượng quen dòng: tác dụng của một dòng điện xung đối với

cơ thể khoẻ mạnh bao giờ bao giờ cũng trải qua 3 giai đoạn sau đây:

- Giai đoạn cảm giác: là những đáp ứng đầu tiên rất nhanh sau khi

thiết lập điện trường trong tổ chức cơ thể Lúc này cường độ dòng còn rất thấp,chỉ còn một vàima người bệnh có cảm giác râm ran như kiến bò trên mặt da,rồi rõ dần như kim châm chích Giai đoạn này sẽ qua nhanh nếu cường độdòng tiếp tục tăng lên

- Giai đoạn co cơ: khi cường độ dòng đủ mạnh sẽ tạo ra đáp ứng

co cơ từ mức độ nhẹ đến mạnh mà người bệnh có thể cảm thấy rất rõ , giốngnhư cơ được rung lên theo nhịp của dòng điện mặt khác, người kỹ thuật viênđiều trị cũng có thể nhận thấy hiện tượng co rút cơ bằng cách nhìn hoặc sờ trựctiếp vào vùng điều trị, sẽ thấy cơ co rút vồng lên theo nhịp dòng điện xung

- Giai đoạn đau: là biểu hiện đáp ứng quá mức đối với dòng khi

cường độ vượt quá giới hạn cho phép Từ những co rút êm dịu đã chuyểnthành cảm giác xoắn vặn cơ, gây đau thắt khó chịu và có thể dẫn tới những tácdụng phụ khó lường trước được Bởi vậy, đau là biểu hiện cần tránh trong quátrình điều trị

Các giai đoạn đáp ứng trên đây được gọi là “ngưỡng” của tổ chức cơ thểđối với dòng điện xung, là một quy luật chung cho tất cả mọi loại dòng điệnxung, không phụ thuộc vào các thông số kỹ thuật của dòng Tuy nhiên, mức độbiểu hiện đáp ứng lại tuỳ theo cảm ứng riêng của từng người và từng tình trạngbệnh lý của tổ chức cơ thể

Hình 1 6: Vùng có hiệu lực điều trị

Các ngưỡng điện xung liên tục tăng lên trong quá trình điều trị Điều nàyphản ánh một đặc tính cơ bản của tổ chức cơ thể, đó là hiện tượng thích nghi(hay quen) với một tác nhân kích thích ngoại lai (ở đây là tác nhân điện), xảy

ra rất nhanh chóng sau khi bắt đầu điều trị, đặc biệt đối với những dòng có tần

số cao (dòng có tần số trung bình) Hiện tượng thích nghi làm cho tác dụng củadòng xung điện bị giảm sút, là một vấn đề cần phải khắc phục trong thực hànhđiều trị

Có một số biện pháp cơ bản để tránh quen thường áp dụng là:

- Liên tục tăng cường độ dòng theo nhiều nấc để duy trì mức cường độtrong phạm vi từ trên ngưỡng cảm giác tới ngưỡng đau Đây chính là phạm vicường độ có hiệu quả điều trị tốt nhất (cong gọi là “khoảng hiệu lực điều trị”)

- Điều biến xung bằng cách phối hợp xen kẽ các nhóm xung tần có sốkhác nhau (dòng CP, dòng LP, dòng giao thoa), ngắt quãng bằng nhữngkhoảng nghỉ không có dòng (nhịp thể dục, dòng Burst - TENS, dòng kích thíchnga), tạo biên độ dòng theo nhịp (dòng AMF, dòng uốn sóng-surge…)

- Giới hạn thời gian điều trị là một biện pháp đơn giản và có hiệu quả,phần nào phụ thuộc vào ý thức chủ quan của người kỹ thuật viên điều trị Cầnkhắc phục tâm lý phải kéo dài thời gian điều trị thì mới có nhiều hiệu quả thực

tế ngoài một số ít dòng cần có thời gian điều trị tương đối dài (như dòngTENS), nói chung thời gian cho một lần điều trị thường không quá 10 phút(trung bình từ 4-6 phút), một đợt điều trị không quá 10 ngày, nếu cần phải điềutrị nhièu đợt thì phải cánh nhau từ 3 đến 4 tuần

- Phản ứng với dòng một chiều và dòng xoay chiều: khác biệt chủ yếu là ở

chỗ dòng một chiều gây ra tác dụng điện phân dưới các điện cực (tác dụnggalvanie), trong khi dòng xoay chiều không gây tác dụng đó cường độ càngcao, tác dụng điện phân càng nhiều và càng gây đau điều này sẽ làm chocường độ dòng một chiều bị hạn chế với dòng xoay chiều, vấn đề này khôngxảy ra, bởi vậy có thể đặt cường độ cao hơn rất nhiều mà vẫn không bị đau.điều này đặc biệt có lợi trong điều trị trong kích thích cơ, là nơi cần có cường

độ dòng cao hơn

Một khác biệt nữa giữa dòng một chiều và dòng xoay chiều là tính phâncực với dòng xoay chiều, các điện cực không có cực tính Nếu dùng hai điệncực có cùng kích thước thì tác dụng dưới cả hai điện cực đều như nhau, cácđiện cực đều có thể dùng làm điện cực kích thích Với dòng một chiều, cácđiện cực có cực tính, nghĩa là có cực âm và cực dương Có sự khác nhau về tácdụng dưới các điện cực điện cực âm kích thích mạnh hơn, do đó thường đượcdùng làm điện cực tác dụng

- Phản ứng với dòng tần số thấp và dòng tần số trung bình: chúng ta đều

biết điện trở da chia làm hai loại:

• Trở kháng (r0): phụ thuộc vào tần số dòng và có giá trị tương đối

ổn định là 1000 ohm (Ω)

• Dung kháng (r0): là điện trở biến đổi tuỳ theo dung tích của lớp tổchức nông và tần số dòng dung kháng sẽ giảm đi khả năng tần số

dòng mối quan hệ giữa tần số và dung kháng được thể hiện quacông thức sau:

Trong đó: rc: dung kháng

f: tần số dòng 1

Rc =

chức

2.π.f c

Dòng có tần số thấp (chằng hạn 50Hz) sẽ đáp ứng với RC khoảng3200Ω Theo luật thì dòng sẽ đi theo con đường có điện trở thấp nhất Do đó

nó sẽ đi theo con đường trở kháng điện trở này khá lớn, do đó tác dụng sẽ xay

ra trên bề mặt nông, gây kích thích da rất mạnh

Hình 1 7: Đường đi của các dòng xung

a- Đường đi của dòng xung tần số thấp

b- Đường đi của dòng xung tần số trung

bình

Dòng có tần số trung bình (chẳng hạn 4000Hz) sẽ đáp ứng với rc khoảng39,8 Ω Theo luật trên, nó sẽ đi theo con đường dung kháng Vì điện trở nàyrất thấp, nên dòng đi qua rất dễ dàng và sẽ vào tới các lớp tổ chức sâu hơn, màchỉ kích thích da tất ít

Như vậy, tần số kích thích da mạnh, tác dụng nông, tần số trung bình kíchthích da ít, tác dụng sâu

Sự thay đổ đột ngột cường độ của các xung điện sẽ dẫn tới những co rút

cơ không theo ý muốn tuỳ theo nhịp độ dòng mà co rút cơ thể từng cái mộthoặc thành chuỗi co rút liên tục kèm theo sự cơ rút cơ là sự tăng cường cácphản ứng oxy hóa – khử và tiêu thụ glycogen

Đối với tổ chức thần kinh, sau sự hưng phấn ban đầu nếu tác dụng dòngđiện tiếp tục kéo dài thì cơ thể sẽ phản ứng lại bằng hiện tượng giảm hưngphấn, thậm chí đi đến ức chế dẫn truyền xung động từ ngoại vi vào trung ương,làm cho da mất cảm giác tác dụng hưng phấn hay ức chế còng phụ thuộc vàomột số yếu tố như:

- Tốc độ tăng - giảm cường độ dòng điện nhanh hay chậm: những xung có độdốc tăng - giảm cường độ càng lớn (xung vuông, xung gai nhọn) thì tác dụng hưngphấn càng mạnh

- Tần số dòng xung: các nghiên cứu cho thấy giải tần số dưới 50Hz có tác dụnggây hưng phấn mạnh và dễ dàng dẫn tới những co rút cơ; trong khi tác dụng ức chếlại rất dễ dàng đạt được với dải tần từ 80-200Hz

- Thời gian tác dụng kéo dài sẽ làm giảm dần tính hưng phấn và dẫn tới hiệntượng quen dòng

Từ những đặc điểm trên, ta có thể suy ra tác dụng sinh ly của từng loại dòngđiện xung:

- Dòng Faradic kích thích mạnh hơn ức chế vì độ dốc lên và độ dốc xuống củaxung dung đứng có thể dùng để kích thích các vùng da giảm cảm giác, các cơ bại,liệt, v.v…

- Dòng điện xung hình chữ nhật, tuỳ tần số, thời gian xung, thời gian nghĩ…cóthể có tác dụng kích thích hay ức chế mạnh hơn khi thời gian có điện nhiều thì tácdụngmang điện tích lớn

- Dòng điện xung hình lưỡi cày, độ dốc xung lên và xuống thoai thoải, thờigian xung kích thích kéo dài hơn, nên phù hợp cả với các cơ đã bị thương một phần,

có phản ưng chậm hơn cơ bình thường chúng thích hợp nhất để kích thích các cơbại, liệt co rút

- Dòng điện xung hình sin 50Hz kích thích mạnh, loại 100Hz ức chế mạnh

- Dòng điện giao thoa kích thích da ít (vì tần số đã khá cao tới 5000Hz), nhưngtác dụng mạnh trên các tổ chức sâu

- Còn dòng điện xung hình sin xoay chiều, thì hoàn toàn không có tác dụng dichuyển điện tích, không tác dụng trên cảm thụ da; trái lại chỉ tác dụng trên tổ chứcsâu

Các dòng điện xung nói chung đều có các tác dụng tổng hợp sau đây:

- Kích thích gây co rút cơ

- Giảm đau, giảm co thắt, thư giãn các cơ bị tăng trương lực

- Kích thích tuần hoàn máu

- Tăng cường chuyển hoá

- Giảm phù nề, tiêu tán dịch thẩm xuất tại vùng tổn thương

Tác dụng tăng cường tuần hoàn máu đạt được một phần là do dòng điệnkích thích trực tiếp trên các thụ cảm thể của mạch máu, mặt khác là kết quả

gián tiếp của hiện tượng co cơ, dẫn tới phản ứng xung huyết mạnh tại chỗ Còntác dụng giảm đau trước hết là kết quả của ảnh hưởng dương tính trên hệ thốngđiều hoà đau (thuyết “cổng kiểm soát”) của cơ thể tiếp theo, nó là kết quả của

sự cải thiện tuần hoàn và chuyển hoá tại chỗ (giảm phù nề chèn ép và giảm cácchất chuyển hoá có hại tại chỗ)

Hiện tượng tăng tuần hoàn và chuyển hoá không phải chỉ là tại chỗ, mànếu điện cực được đặt đúng chỗ nó sẽ có ảnh hưởng rất mạnh tới hệ thống thầnkinh thực vật theo phân vùng tiết đoạn và thông qua đó có thể có tác dụng cảithiện, điều trị cho cả một vùng rất rộng

Do kết quả của các tác dụng trên, các dòng điện xung có thể gây tác dụngcải thiện về triệu chứng bệnh rất đa dạng tuy nhiên, nó hầu như không có tácdụng gì đối với nguyên nhân đã gây bệnh

Một điểm đáng lưu ý là tuy các dòng điện xung tần số thấp có thể gây co rút cơ nhẹ, nhưng không nên dùng để kích thích cơ Lý do là cường độ cần thiết

để tạo được co cơ rõ phải là khá cao Nếu dùng các dòng xung tần số thấp, kích thích sẽ trở nên rất đau và nguy cơ ăn mòn da rất lớn (cường độ dòng càng cao, tác dụng Galvanic càng nhiều) Trong trường hợp này, các dòng xung tần số

trung bình sẽ là một sự lựa chọn thích hợp nhất (có thể nói rằng dòng giao thoa

là một dòng lý tưởng cho kích thích cơ)

I.4 CÁC DÒNG ĐIỆN XUNG THÔNG DỤNG

I.4.1 Dòng điện xung hình chữ nhật và dòng điện xung hình tam giác

Dòng xung hình chữ nhật còn được gọi là dòng Galvanic nhịp với đặc điểm làmột dòng điện biến thiên, thay đổi một cách nhanh

Đặc điểm: - xung hình chữ nhật

- Tần số f từ 100 đến 1000 Hz/giây

- Thời gian t = 0,01 – 1 mili giây

Hình 1 8: Các dòng điện xung chữ nhật

a Dòng điện xung chữ nhật liên tục đều

b Dòng điện xung chữ nhật có nhịp nghỉ

c Dòng điện xung chữ nhật biến điệu tần số

d Dòng điện xung chữ nhật biến điệu biên độ

Dòng điện xung hình tam giác do Faraday phát minh năm 1931 là mộtdòng được dùng sớm nhất trong điều trị, có đặc điểm là dòng xung hình gainhọn liên tục , tần số 100Hz, thời gian xung 1-1,5ms

Trong điều trị ta dùng dòng Faradic, liên tục, có nhịp nghỉ, biển điệu biên độ

thành uốn sóng (Hình 1.8)

Hình 1 9: Dòng Faradic

a Dòng Faradic liên tục đều

b Dòng Faradic ngắt quãng

c Dòng Faradic biến điệu biên độ

Dòng xung hình chữ nhật là một phương pháp tập luyện cơ rất tốt, nhất làcác cơ chỉ có phản ứng thái hoá một phần tác dụng kích thích là do phần đầucủa xung, còn phần sau thì có tác dụng dinh dưỡng, vì vậy không nên dùngxung quá ngắn, làm cơ mệt mà lại giảm tác dụng dinh dưỡng đi

Dòng điện xung hình tam giác có tác dụng kích thích giây thần kinh ngoạibiên và cơ vân, gây nên một luồng xung động thần kinh và làm cho cơ co giật,với điều kiện là “thời trị” (chronaxic) của cơ bình thường Với những cơ vàdây thần kinh có bệnh, thời trị tăng lên 10 – 100 lần mức bình thường, thì nóhầu như không có tác dụng gì nữa bởi vậy, mất tính kích thích với dòngFaradic là một yếu tố căn bản cho “phản ứng thoái hoá điện”

Hiện nay, trong thực tế thì những dòng điện xung hình chữ nhật và dòngđiện xung hình tam giác có thời gian xung và tần số tương đương cũng đượcgọi chung là dòng Faradic, hay còn gọi là dòng Faradic mới (new – Faradic),bởi hình dạng xung rất nhọn và tác dụng sinh vật học rất giống nhau DòngFaradic (mới) là một chuỗi xung, có thời gian xung 1ms và khoảng nghỉ 19ms,tạo thành tần số 50Hz về mặt thực hành, co rút cơ kiểu Tentanic (các co giậtđược dồn lại với nhau và gây nên hiên tượng “ uốn ván sinh lý”) ở mọi cơxương cần có một tần số tối thiểu là 7Hz Tần số thấp hơn sẽ gây ra các co rútrời rạc Tần số gây co rút dễ chịu nhất nằm trong khoảng từ 4080Hz

Dòng Faradic được ứng dụng cho mục đích chẩn đoán và điều trị

mục đích chẩn đoán gồm đánh giá phản ứng nhược cơ, đánh giá phản ứngtăng trương lực cơ, xác định vị trí nghẽn (block) do liệt nhẹ thần kinh không cóthoái hoá ngoại vi

Trong điều trị, dòng Faradic được ứng dụng dưới dạng “kích thích chứcnăng” – FES (Functional Electron – Stimulation) trong các trường hợp mất khảnăng co cơ chủ động sau phẫu thuật hoặc sau chấn thương, giai đoạn sớmtrong phục hồi phân bố thần kinh, chứng teo cơ sau thời gian bất động kéo dài,chứng bại, liệt, … về kỹ thuật, sử dụng dòng xung nền có tần số trong khoảng40-80Hz (trung bình 50Hz) được điều biến thành các nhịp uốn sóng (surge),tạo ra các chuỗi co rút cơ theo nhịp có thể điều chỉnh được từ 1-10 lần/phút tuỳtheo tình trạng cụ thể của cơ

Phương pháp kích thích này tạo nên hiệu quả hồi phục cơ rất cao ngoài

ra, theo quan điểm tần số, dòng Faradic không chỉ phù hợp để kích thích cơ,

mà với một cường độ thấp hơn (ngưỡng cảm giác) nó còn có kết quả tốt trongcắt đau

I.4.2 Dòng điện xung hình lưỡi cày

Nếu ta cho cường độ của một dòng galvanic lên đúng “thềm kích thích”, thì

cơ sẽ co giật Nhưng nếu cho dòng điện đó lên từ từ, thì cơ sẽ không giật nữa nhưvậy, nếu thời gian và cường độ không thay đổi, sự kích thích chỉ có hiệu quả nếuđiện lên từ 0 đến cường độ thềm một cách rất nhanh loại dòng điện có cường độlên từ từ như vậy gọi là “dòng điện tiến dần” (conurant progressif) hay dòng điệnxung hình lưỡi cày (do hình dạng xung giống như hình chiếc lưỡi cày)

Hình 1 10: Dòng điện xung hình lưỡi cày

a Dòng điện xung hình lưỡi cày liên tục

b Dòng điện xung hình lưỡi cày biến điệu tần số

c Dòng điện xung hình lưỡi cày biến điệu biên độ Đặc điểm: - Xung

hình lưỡi cày, độ dốc lên và xuống từ từ

- Tần số có thể thay đổi, biến đổi 50 ÷ 5000 Hz

Với một cơ bình thường, chỉ cho vào 2 microfarads thì đúng “thềm” nó

không giật nữa nhưng đối với một cơ thoái hóa, có khi cho vào hàng chục

microfarads nó vẫn còn giật phương pháp này không những dùng trong chẩn đoán cơ mà còn được áp dụng trong điều trị Nhờ nó ta có thể luyện tập cho

những cơ đã bị thoái hóa nặng co giật với những cường độ thấp mà không làm

co giật và mệt mỏi những cơ lành bên cạnh

I.4.3 Dòng điện xung hình sin (dòng Dydinamic, dòng Bernard)

Hình 1 11: Dòng điện xung hình sin

a- Dòng MF; b- Dòng DF; c- Dòng LP;

d- Dòng CP; e- Dòng CPID

Dòng điện xung hình sin được Bernard đề xuất và áp dụng từ năm 1943 gồm

có 5 dạng dòng cơ bản Hai dạng đầu là:

- Dòng một pha cố định (MF): tần số 50 Hz không đổi, gây cảm giác rungmạnh và co rút cơ

- Dòng hai pha cố định (DF): tần số 100 Hz không đổi, gây cảm giác ngứahay kiến bò nhẹ trên da Chỉ gây co cơ khi cường độ dòng đã khá cao Là dòng

dễ chịu nhất trong các dòng điện xung hình sin

Vấn đề với hai dạng dòng này là hiện tượng quen xảy ra khá nhanh chỉsau một thời gian kích thích ngắn (1-2 phút), làm cho kích thích trở nên kémhiệu quả có hai cách khắc phục là: tăng cường độ dòng hoặc biến đổi tần số.cách thứ nhất có thể gây ra nguy hiểm, còn cách thứ hai dẫn tới sự ra đời 3dạng dòng sau:

- Dòng biến điệu chu kỳ dài (LP): có sự biến đổi chậm, luân phiên giữadòng DF và MF theo từng nhịp 6 giây dòng kích thích mạnh hơn dòng DF đôichút và gây co rút cơ nhẹ trong pha MF

- Dòng biến điệu chu kỳ ngắn (CP): có sự biến đổi nhanh, luân phiên giữadòng DF và MF theo từng nhịp 1 giây Dòng này kích thích nhẹ hơn dòng MFđôi chút, nhưng mạnh hơn hẳn dòng LP hay DF Trong pha MF có thể gây corút cơ nhẹ

- Dòng CPID: giống như dòng CP chỉ khác là cường độ trong DF cao hơnpha MF 10% như vậy sẽ làm mất đi sự khác biệt về cảm giác giữa pha DFvà

MF

Các dòng điện xung hình sin thường được dùng vào mục đích giảm đaunói chung (đau gân, cơ, khớp, dây thần kinh…) khá hiệu quả Ngoài ra cònđược áp dụng điều trị các rối loạn thực vật, chống co thắt, giảm phù nề…

Khi ứng dụng điều trị cần lưu ý tới hai vấn đề đó là khả năng kích thích củadòng và tình trạng rối loạn bệnh lý của tổ chức cơ thể Với cùng một mức cường

độ, khả năng kích thích của các dòng điện xung hình sin được sắp xếp theo thứ tựmức độ từ nhẹ đến mạnh như sau:

DF -> LP -> CP -> CPID -> MF

Nguyên tắc ứng dụng là: đối với các rối loạn càng nặng (bệnh cấp

tính) thì sử dụng dòng càng êm dịu (DF/LF) Ngược lại rối loạn càng nhẹ (bệnh mãn tính) thì sử dụng dòng kích thích càng mạnh (CP/CPID) Dòng

MF kích thích rất mạnh nên hầu như không được dùng trong trường hợp nào cả Dòng DF là dòng êm dịu nhất nên thường được dùng trong những lần điều trị đầu để bệnh nhân làm quen với dòng trước khi bắt đầu điều trị bằng những dòng kích thích mạnh hơn

Dưới đây xin giới thiệu cách lựa chọn phác đồ điều trị bằng các dòng điệnxung hình sin:

(DF)/CP/CPID 5-7 phút Cảm thấy rõ 2-3 lần

I.4.4 Dòng điện xung 2-5 (Trabert, dòng Ultra-Zeir)

Dòng 2-5 được đề xuất và phát triển dựa trên kinh nghiệm của trabert vớimột số đặc điểm là dòng xung vuông một chiều, có thời gian xung 2ms vàkhoảng ngắt 5ms, tần số dòng vào khoảng xuất hiện nhanh chóng và kéo dàitrong vài giờ đồng hồ sau khi điều trị

Hình 1 12: Xung 2 – 5

Đặc biệt dòng 2-5 rất thích hợp cho việc tác động theo tiết diện tủy gây ảnh hưởng điều trị trên cả một vùng rộng Trabert đã đề xuất 4 vị trí dặt điện cực rất điển hình là:

- EL I: điều trị cho vùng chẩm, cổ và vai

- EL II: điều trị cho vùng ngực và cánh tay

- EL III: điều trị cho vùng ngực và lưng

- EL IV: điều trị cho vùng thắt lưng và chân

Hình 1 13: Bốn vị trí đặt điện cực của Traberrt

(EL :Electrode Localisation)

Hiện nay hầu hết các liệu trình điều trị đều bắt đầu bằng một trong 4 vị trí

kể trên tùy theo vùng tiết đoạn chi phối bệnh, sau đó mới điều trị tiếp tại chỗtổn thương

Điểm đáng lưu ý trong thực hành vì đây là dòng có thông số không thayđổi, do đó hiện tượng quen xảy ra rất nhanh, cần khắc phục bằng cách liên tụctăng cường độ dòng theo phác đồ dưới đây:

I.4.5 Dòng điện xung giao thoa

Dòng giao thoa do Nemec đề xuất và phát triển, là một dòng vừa có tácdụng của tần số thấp một chiều, vừa ít kích thích da do tác dụng của các dòngxoay chiều tần số trung bình hoặc cao hơn

Giao thoa là hiện tượng xảy ra khi có hai hoặc nhều sóng xoay chiềutrùng khớp với nhau tại cùng một điểm hoặc một loạt điểm trong môi trường,chẳng hạn như sóng ánh sáng, sóng âm thanh và các dòng xoay chiều

Hình 1 14: Giao thoa của 2 dòng xoay chiều khác tần số

Liệu pháp giao thoa được áp dụng trong điều trị bằng cách cho 2 dòngxoay chiều tần số trung bình tương tác lẫn nhau, một dòng có tần số cố định4000Hz, trong khi tần số của dòng kia có thể điều chỉnh được từ 4000 tới 4250

Hz kết quả của sự tương tác đó là xuất hiện một dòng xoay chiều tần số trungbình mới có biên độ dòng tăng giảm một cách nhịp nhàng Sự biến đổi biên độnhư vậy được gọi là “nhịp điều biến biên độ”, hay nhịp AMF (AmplituteModulated Frequency) Nhịp AMF tương ứng với sự chênh lệch về tần số của

2 dòng nguyên thủy (0-250 Hz) và đợc coi là tần số kích thích chính trong điềutrị

Trong ứng dụng điều trị, ngoài những chỉ định chung giống như các dòngđiện xung khác, dòng giao thoa còn được coi là một dòng lý tưởng cho kíchthích cơ (thể dục điện) và điều trị các tổn thương bênh lý ở trong sâu, bởi cóthể dùng cường độ dòng khá cao, mà vẫn không gây ra cảm giác kích thích khóchịu ở dưới các điện cực, nơi có các tận cùng thần kinh cảm giác (do sangmang có tần số trung bình) hơn nữa, đây lại là dòng xoay chiều không có hiện

tượng phân cực, bởi vậy không gây ra tác dụng điện phân, nên không sợ tổnthương ăn mòn da như các dòng một chiều

Điểm đáng chú ý trong thực hành điều trị là ở chỗ đây là dòng có khánhiều thông số và kỹ thuật áp dụng, nên việc lựa chọn sao cho đúng với mụcđích yêu cầu điều trị đặt ra đôi khi cũng là một vấn đề khá phức tạp Xin giớithiệu những thông số kỹ thuật chính của một dòng giao thoa để tiện ứng dụng:

o Tần số kích thích: chính là tần số nhịp AMF (trước đây còn gọi là xung bọc),

có thể điều chỉnh đợc theo yêu cầu điều trị thờng chia ra hai nhóm tần sốAMF:

o

Tần số AMF cao (80-200 Hz): cảm giác kích thích êm dịu, thường áp dụng điều trị trong giai đoạn đầu và các bệnh lý cấp tính, có đaunhiều và tăng cảm da

o Tần số AMF thấp (dưới 50 Hz): cảm giác kích thích thô, sâu vàmạnh hơn, thường áp dụng điều trị bệnh lý bán cấp và mạn tính có cảm giácđau nhẹ hơn hoặc để tạo ra các co rút cơ (thể dục điện)

o Tần số điều biến và khoảng điều biến tần số: một nhược điểm

của dòng AMF liên tục (đặc biệt khi tần số trên 100Hz) là bệnh nhân rất chóngquen, làm giảm tác dụng kích thích Khoảng điều biến tần số đã được thiết kế

để tránh quen bằng cách chồng thêm một tần số phụ (tần số điều biến, có thểthay đổi được) lên trên tần số AMF nền Khoảng điều biến sẽ biến đổi tần sốcủa nó từ 0 cho tới giá trị tần số cao nhất đã được đặt theo một nhịp cho trước.Ngoài ra, nó còn cho phép điều chỉnh tần số kích thích được đúng với tìnhtrạng tổn thương bệnh lý Khoảng điều biến tần số rộng (50-100 Hz) thích hợpcho các bệnh lý cấp tính, trong khi khoảng điều biến hẹp (10-40 Hz) thường ápdụng cho các bệnh lý bán cấp và mãn tính

Hình 1 15: Tần số điều biến và khoảng điều biến

(AMF nền = 50 Hz) + (Khoảng điều biến = 50 Hz) →

dòng AMF sẽ biến đổi từ 50 ÷ 100 Hz

Chương trình điều biến: biểu thị tỷ lệ thời gian giữa tần số

AMF nền với tần số điều biến (tính bằng giây) Có nhiều chương trình điềubiến, như 1/1, 1/5/1/5, 6/6, 1/30/1/30… tuỳ theo mục điều trị khác nhau

o

Những chương trình điều biến nhẹ nhàng, thời gian kéo dài (6/6,1/30/1/30)thích hợp với bệnh cấp tính, chương trình điều biến đột ngột, thời gian ngắn(1/1) thích hợp cho bệnh mạn tính

biến: trong trạng thái lý tưởng, biên độ dòng sẽ

biến đổi từ 0 cho tới cực đại, tạo nên các độ sâu điều biến khác nhau tuỳ theo

kỹ thuật được sử dụng Độ sâu điều biến 100% được coi là tối ưu, vì có tácdụng kích thích và chống quen tốt

Tần số sóng mang: là trung bình cộng của các tần số dòng

Hình 1 17: Độ sâu điều biến

o

nguyên thuỷ đã tạo ra dòng giao thoa đó [f = (f1 + f2)/2] trong giảm đauthờng dùng tần số sóng mang từ 4000Hz trở lên, còn để kích thích cơ thì dùng tần số từ 2000 ÷ 2500Hz

o Cường độ dòng: với mụch đích giảm đau thì thường chỉ dùng

cường độ dòng tương đối thấp; còn kích thích cơ lại phải dùng cường độ dòngkhá cao để tạo ra các co rút cơ mạnh trong bệnh lý cấp tính cũng chỉ dùngcường độ dòng thấp ; ngược lại, trong bệnh mãn tính dùng cường độ dòng cao

hơn o Kỹ thuật áp dụng điều trị: hiện nay có 3 phương pháp điều trị

giao thoa là:

- Phương pháp 2 điện cực: sử dụng 2 điện cực Sự giao thoaxảy ra ở bên trong máy và dòng ra khỏi máy là dòng đã được điều biếnhoàn chỉnh, với độ sâu điều biến luôn là 100%, nên tác dụng kíchthích rất mạnh là phương pháp lý tưởng cho kích thích cơ

- Phương pháp 4 điện cực: sử dụng 2 cặp điện cực Trongphương pháp này, có 2 dòng chưa được điều biến ra khỏi máy và sựgiao thoa xảy ra ngay trong tổ chức cơ thể, nên tác dụng rất sâu và ítkích thích da Tuy nhiên, độ sâu điều biến có thể biến đổi từ 0 cho tới100%

- Phương pháp quét vectơ động lực: được dùng để làm tăngthêm diện tích vùng kích thích có hiệu quả

Bảng dưới đây cung cấp những thông số chính trong

phác đồ điều trị dòng giao thoa

Dưới ngưỡng đau (3 – 5 lần ngưỡngcảm giác)

Thời gian điều trị Ngắn (3-5 phút) Dài (10 – 15 phút)

Sợi thần kinh chịu tác

dụng

sợi a (nhóm II + IIIa)

sợi c (nhóm IIIb + IV)

I.4.6 Dòng TENS

TENS là tên viết tắt từ thuật ngữ Transcutaneous Electro-neuroStimulation, có nghĩa là phương pháp kích thích thần kinh qua da bằng tácnhân điện, nhằm mục đích trị liệu và được coi là phương pháp điều trị điện tần

số thấp từ 1965 Ngoài ra, còn một số tên gọi khác như TES, TNS, ENS… Về

cơ bản, TENS là một dòng xung chữ nhật xoay chiều tần số thấp, phù hợp vớithuyết ‘kích thích chọn lọc’ và được áp dụng có hiệu quả cho những trường

hợp không còn đáp ứng với những dạng trị liệu khác (đặc biệt là giảm đau).Dòng TENS có rất nhiều ưu điểm do nó hầu như không có biến chứng, khônggây cảm giác khó chịu, thiết bị tương đối rẻ tiền, nhiều thông số có thể thay đổiđược và người bệnh có thể tự điều trị tại nhà được

Dòng TENS có 3 dạng xung cơ bản, có thể lựa chọn tuỳ theo mục đíchđiều trị:

Hình 1 18: Xung chữ nhật

a-Xung chữ nhật hai pha đối xứng b- Xung chữ nhật hai pha không đối xứng c- Xung chữ nhật xoay chiều

Các xung dòng TENS có đặc điểm là độ dốc xung nhanh, kết hợp hiệntượng đảo cực (hai pha), nên rất khó quen dòng và tránh được tác dụngGalvanic khi điều trị kéo dài Dạng TENS thông dụng nhất là xung chữ nhậthai pha không đối xứng

Cho đến nay có 3 loại dòng TENS hay được áp dụng điều trị là:

* TENS thông thường: đặc điểm là có tần số cao (80 – 100 Hz) và

cường độ dòng thấp, được dùng phổ biến nhất trong các loại dòng TENS, cóhiểu quả rất nhanh trong điều trị chứng tăng cảm và bỏng buốt do tổn thươngthần kinh ngoại biên, đau ảo (chima), đau do sẹo và đau sau phẫu thuật Có thể

có kết quả tốt nhất trong điều trị chứng đau lưng (thắt lưng)

* TENS châm cứu: đặc điểm là có tần số thấp (dới 10 Hz) và cường

độ dòng cao, được dùng để tác động lên các huyệt vị châm cứu, điều trị cácchứng đau mãn tính có hiệu quả

* Burst – TENS: là một dạng sửa đổi từ dòng TENS châm cứu theo

một kiểu điều biến tần số đặc biệt thành từng chuỗi xung (burst) với tần sốchuỗi từ 1 – 5 Hz điều này dẫn đến sự phóng thích endorphin ở mức trungương, gây ra tác dụng giảm đau rất mạnh dòng burst – TENS được dùng khidòng TENS thông thường tỏ ra không có hiệu quả, và nó đặc biệt thích hợpcho điều trị những vùng đau nằm ở sâu (đau gân, cơ) và những trường hợp đaumãn tính tác dụng giảm đau thường xuất hiện muộn (sau 20 – 30 phút),nhưng có thể kéo dài sau khi kích thích đã kết thúc

Bảng tóm tắt các dòng TENS

châm cứu

Bust - TENS

Phác đồ điều trị dòng TENS:

a (nhóm II, IIIa) c (nhóm IIIb, Iv)

Loại dòng TENS thông thường TENS châm cứu,

cao (3- 5 ngưỡng cảm giác)

Thời gian điều

phóng thích endorphin

I.4.7 Dòng kích thích Nga

Là một dạng ứng dụng đặc biệt của dòng có tần số trung bình, do KOTS

đề xuất và áp dụng tập luyện nhằm làm tăng cường sức cơ cho các vận độngviên và các nhà du hành vũ trụ Nga Các kết quả được báo cáo lần đầu tiên tại

cuộc hội thảo trao đổi kinh nghiệm về kích thích điện hệ cơ - xương giữa Nga

và Canada năm 1977

Đặc điểm là một hình xung hình sin xoay chiều tần số 2500Hz, được ngắtquãng 50 lần/s, tạo ra một chuỗi xung giống như dòng Burst TENS Tổng thờigian chuỗi xung là 20ms, tỷ lệ thời gian xung trên khoảng nghỉ là 1/1 hoặc 1/5.Tần số chuỗi 50 Hz nằm ở khoảng giữa của dải tần số được cho là có tác dụngkích thích cơ mạnh nhất (40 – 80 Hz)

Hình 1 19: Dòng kích thích Nga

(a- Chưa điều biến; b-Đã điều biến)

Trong kỹ thuật này, nên tăng cường độ dòng cho tới khi tạo ra được corút cơ mạnh nghĩa là từ mức kích thích vận động cho tới mức giới hạn chịuđược Kích thích gây co cơ tối đa trong 10s (nếu kéo dài hơn thì cơ sẽ mệt),sau đó ngừng kích thích trong 50s để tạo điều kiện cho quá trình tái cực (hồiphục cơ) sau một điện thế hoạt động (thời gian nghỉ ngắn hơn sẽ không đủ đểtạo ra co cơ tối đa sau đó, vì cơ vẫn còn trong giai đoạn trơ) Lặp lại toàn bộ 10lần co cơ theo chu trình trên trong 10 phút, tạo thành công thức “10:50:10”(thể hiện tương quan thời gian co cơ / thời gian nghỉ / số lần co cơ) Việc điềutrị được tiến hành hàng ngày trong 5 ngày, nghỉ hai ngày rồi điều trị tiếp tổng

số là 25- 35 lần điều trị trong 5 đến 7 tuần

Một số kết quả đạt được là: tốc độ co cơ đạt tối đa sau 10- 15 lần điều trị,lực đẳng trường tăng 10- 30% so với cơ chủ động, sức cơ tăng 40% sau 20 đến

25 lần điều trị, sức bền cơ đạt tối đa sau 35 lần điều trị, có hiện tợng phì đại cơ,

nhưng giảm nhanh ngoài ra, một số tác giả khác còn đề nghị công thức tính tỷ

lệ thời gian co cơ/ thời gian nghỉ: 2,5/2,5; 2,5/5; 5/10; 7/25;20/80

Liều lượng thuốc đưa vào có thể tính toán theo công thức dùng cho dòngmột chiều:

ItM . 1

m= × 4

n 9,6.10trong đó:

m: khối lượng thuốc được đưa vào (kg)

i: cường độ dòng (a) t: thời gian có dòng

điện (s)

m: khối lượng phân tử gam (kg/mol)

n: hóa trị của chất được đưa vào

: hằng số

Mật độ dòng tối đa tại điện cực tác dụng không nên vượt quá 0.2mA/cm2

để đề phòng tác dụng ăn mòn da của các dòng một chiều

Ngoài liệu pháp ion hóa bằng ảnh hưởng trên hệ thần kinh giao cảm củadòng một chiều tần số 8.000Hz còn có thể được dùng để điều trị chứng đauthần kinh, chứng ra nhiều mồ hôi chân tay, cải thiện tuần hoàn ngoại vi, làmlành vết thương và điều trị những vùng da bị tăng cảm

CHƯƠNG II: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

II.1 CÁC DẠNG XUNG ĐƯỢC LỰA CHỌN THIẾT KẾ

Với mục đích xây dựng phần mềm tạo các dạng xung điện mang tính ứngdụng, thêm vào đó phần mềm được xây dựng để ứng dụng cho việc nghiên cứuthiết kế và chế tạo máy điều trị điện BK-ET2, việc đầu tiên cần làm đó chính làtiến hành khảo sát thực trạng bệnh lý của người bệnh, qua việc tiến hành khảosát, thu thập số liệu tại 1 số bệnh viện lớn như bệnh viện E, bệnh viện BạchMai và bệnh viện Nhi Hà Nội và đã tổng kết được các loại bệnh lý thường gặptrong lĩnh vực vật lý trị liệu để từ đó đưa ra được cơ sở các dạng xung điệnđang được phổ biến hiện nay

II.1.1 Dạng sóng biến điệu chu kì dài (LP)

Hình 2 1: Dạng sóng LP

T

T

T

II.1.11 Dạng sóng tần số trung bình MF có điều chế biên độ (MF-AM)

Hình 2 11: Dạng sóng MF-AM

II.1.12 Dạng sóng tần số trung bình kết hợp điều chế biên độ và tần số

Hình 2 12: Dạng sóng MF-AM&FM

II.2 CÁC CHẾ ĐỘ ĐIỀU TRỊ ĐƯỢC LỰA CHỌN THIẾT KÉ

Các dạng xung điều trị được lựa chọn dựa trên việc khảo sát các chế độđiều trị phổ biến hiện nay, thông qua một loạt các nghiên cứu, khảo sát đo đạcbệnh lý trên các bệnh nhân tại các bệnh viện lớn tại Hà nội Dưới đây là cácchế độ điều trị thông dụng với thực trạng bệnh lý của người dân hiện nay và

cũng là các chế độ được lựa chọn khi xây dựng máy điều trị điện xung BKET2.

II.2.1 Superficial pain (dia)